青藏高原地區高寒、高海拔隧道防排水施工技術

李凌云

摘要：本文以青海省省道312線珍秦至稱多公路拉庚拉隧道工程為例，介紹了青藏高原地區高寒隧道防排水施工技術，分別闡述了洞內外防排水、中心深埋水溝、環縱向盲溝等分部工序施工要點，對青藏高原高寒、高海拔地區隧道防排水施工具有借鑒作用。

關鍵詞：青藏高原；高寒；高海拔；隧道；防排水；施工技術

1、工程概況及隧道防排水設計原則

拉庚拉隧道位于青海省稱多縣境內，隧道長度2735米，設計為單洞兩車道隧道，隧道建筑限界凈寬10m，凈高5.Om，設計縱坡-2.65%。最大埋深454m。

該隧道屬高寒、高海拔地區。在設計時，為防止凍脹對隧道結構產生危害，隧道防排水采用“以防、排為主，以截、堵為輔，綜合治理”的原則。

該隧道防排水系統由環向、縱向設置透水盲溝、初期支護表面掛設一布一膜+防水板、仰拱底部設置中心深埋水溝、襯砌內側設置雙向側溝、施工縫、變形縫采用帶注漿管止水條、中埋式止水帶等防排水措施構成。

2、防排水施工

2.1 洞外防排水措施

拉庚拉隧道進口段圍巖極差，為全風化頁巖，圍巖以粉質粘土為主，土質不均勻，含5%的碎石，易滲水、坍塌。在邊仰坡施工前，先完成洞頂截水天溝，防止地表水沖刷邊仰坡或滲入構筑物背后產生凍脹，破壞結構。

明洞段襯砌采用外貼防水層防水，洞頂回填并設置粘土隔水層，洞頂刷坡線5m以外設截水溝，以防止雨水對坡面及洞口的危害，并與路基排水系統形成完整有效的排水系統。為避免大量雨水及冰雪融水流入隧道內，在洞外設置橫向攔水溝，洞外路基邊溝適當加深，以確保水流的暢通。

2.2 中心深埋水溝、檢查井、橫向排水管施工

基坑開挖：因深埋水溝開挖較深，應根據圍巖情況分次開挖到位：同時應注意放坡，施工人員在下方施工時，應清除坡頂邊緣的棄碴，起到減壓作用，防止深基坑坍塌：在圍巖較好的地段，盡可能的縮小開挖槽口的寬度，減少對邊墻底腳的擾動，確保拱墻的整體性和穩定性。

施作混凝土墊層：按深埋水溝的標高，沿縱向坡度施作混凝土墊層，混凝土墊層的施作質量，決定了水溝的排水坡度與分節接口的平順質量。

安設管道：采用砂漿保護層，對管道接頭進行包裹密封，確保接頭質量，達到封閉效果。

回填3～5mm碎石及片石砼回填：回填前，首先檢查深埋水管的滲水孔有無淤泥堵塞、深埋水管與橫向排水管連接是否牢固、對位：回填時，應兩側對應分層夯實，如回填不好，易造成仰拱底部出現空洞、不密實，引起仰拱下沉等情況：碎石回填完后采用C15片石砼回填基坑至設計標高。

檢查井施工：每250m施作一處檢查井，井內的上下爬梯與橫縱向排水管的聯接質量是檢查井施作的重點，為防止凍結，檢查井設雙層蓋板，兩層蓋板之間填塞保溫材料。

施工注意事項：a.要控制好埋設的坡度.b.對每節管聯接要銜接好.c.對端頭處水管要采用加蓋處理，防止雜物進入堵塞；對露出的管頭部分注意采用級配碎石保護，尤其是管口，有利于下環銜接：d.中心深埋水溝開挖應較開挖的仰拱距離只長出1節管，有助于及時封閉成環仰拱初支，確保穩定.e.施工過程中應在仰拱前方至少不小于2m處設集水坑，采用水泵抽入最近的集水井中，不允許有積水浸泡，這樣既可以增加埋設的水管接頭凝固時間，又可防止水帶淤泥流入管內，堵塞水管。

2.3 環向、縱向盲溝施工

由于拉庚拉隧道地處三江源頭，俗稱“水塔”，圍巖含水量很大，地下水出露條件不一，受青藏高原高寒地區影響，隧道縱、橫向盲管外均纏繞無紡布，以防止水泥或泥土堵塞管道，確保排水暢通，使隧道初支及襯砌內外形成通暢的排水系統，才能有效地防止隧道凍害。

環向盲溝：環向盲溝設置于防水板背后，每4m～10m一道，視具體情況而定，適當加密環向盲管，環向盲溝施工完后，通過三通連接將水引排至縱向排水盲管，再將水排到中心深埋水溝。

縱向盲溝：為確保初期支護剩余滲水的引排，在初支表面施作縱向盲溝，縱向盲管采用qbl60排水管，圍巖水經由環向排水管引到縱向排水管再經由橫向引水管將水排到中心排水溝。

2.4 無紡布、防水板施工

初支表面處理：首先保證防水板背后初支表面的平順，并且割去外露的鋼筋頭、錨桿頭等，然后用砂漿抹平，避免刺破防水板。環縱向盲溝設置：掛設無紡布前應先設置好環向透水盲溝和縱向透水盲溝。盲溝接頭采用三通聯接，且縱向透水盲管要預留向襯砌外引排的PVC管，低洞口處環、縱向均與中心深埋水溝通過橫向排水管聯接，聯接良好后方能掛設土工布。環向無紡布、防水板掛設：環向無紡布掛釘間距，拱部3～4點/m²，邊墻2～3點/m²，梅花形布置，掛點要盡量規則，以便于下步防水板掛設。環向防水板要自拱部向邊墻順序，依次與熱熔墊圈熱合。無紡布、防水板掛設注意事項：其搭接寬度均不得小于10cm。采用調溫、調速熱楔自動爬行式熱合機熱熔焊接，焊縫采用雙條焊縫，焊好后進行充氣試驗。防水板在掛設過程中不得有任何刺破，如不小心刺穿防水板時，要采用熱風槍補焊，補焊片直徑不小于30cm。

2.5 止水帶的安設

中埋式止水帶：所有中埋止水帶必須埋入一半外露一半，環向止水帶要圓順，且必須置于施工混凝土的中部。安設前要做到先計算好止水帶的長度或采用直觀的纏繞于臺車上的方法來計算出長度后再割去多余部分，堅決杜絕止水帶不夠長、未伸到底腳處，盡量減少止水帶接頭數量。中埋式止水帶埋設方法很多，其中采用鋼筋卡具固定效果較好，其安裝示意圖如圖所示。

采用這種方法，解決了襯砌環向中埋式止水帶埋設困難的問題，在安設過程中，嚴禁鐵絲穿透止水帶，每50cm布設—個卡具為宜。

止水帶安設注意事項：接頭聯接，采用熱熔擠壓或專用防水膠粘結，確保粘結質量。為更好的固定其位置，確保接頭粘結牢固，粘結完成后，再采用三個鋼筋卡夾緊，接頭搭接長度不小于25cm，襯砌環向止水帶避免在拱部及拱腰部位搭接。

3、結語

地下水滲漏是隧道在運營中主要的病害之一，尤其是在青藏高原高寒區，極易發生凍害，因此在施工中應采取防、排、截、堵相結合的原則，嚴把工序質量關，加強過程控制，避免對隧道以后的運營帶來較大安全隱患。

青藏高原高寒地區隧道防排水施工效果，重點體現在防排水系統處理與保溫措施的落實程度上，防排水各項措施結合互補，缺一不可，施工過程中應逐項精細施作到位，否則襯砌后出現滲漏，補救困難。

中心深埋水溝由于施工難度大，一般只適用于高寒區隧道，但在地下水豐富的隧道施工中，中心深埋水溝對于降低地下水位，減少襯砌背后水的壓力，防止滲漏效果明顯。

深埋水溝其技術控制指標非常重要，比如管口的銜接、縱向坡度的平順、管內定期清淤等。

深埋水溝具有利弊雙面性，優點較明顯，但也有如易堵管、相鄰管口錯臺較大造成排水截面減小等缺點，施作不好，易對后續工程造成較大影響，對日后運營及維修產生極大困難。